JP4764528B1 - Sugar solution production method using the hydrothermal decomposition system and biomass feedstock biomass - Google Patents

Sugar solution production method using the hydrothermal decomposition system and biomass feedstock biomass Download PDF

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Abstract

セルロース、ヘミセルロース及びリグニンを有するバイオマス原料11を常圧下から加圧下に供給するバイオマス供給部12と、供給されたバイオマス原料を、下方から装置本体13の内部にて、スクリュー手段14により上方へ搬送すると共に、前記バイオマス原料11の供給箇所と異なる上方の側から加圧熱水15を装置本体13の内部に供給し、前記バイオマス原料11と加圧熱水15とを対向接触させつつ水熱分解し、排出する加圧熱水である熱水排出液16中に熱水溶解成分を移行し、前記バイオマス原料中からリグニン成分及びヘミセルロース成分を分離してなる水熱分解部17と、前記装置本体13の上方からバイオマス固形分20を抜出するバイオマス固形分抜出部18と、バイオマス固形分抜出部18と連通すると共に、 Cellulose, a biomass supply unit 12 for supplying biomass material 11 under normal pressure to under pressure with hemicellulose and lignin, the supplied biomass material, at the apparatus main body 13 from below, is conveyed upward by the screw means 14 with, said feed point different upper pressurized hot water 15 from the side of the biomass material 11 is supplied into the apparatus body 13, while faces contacting the biomass material 11 and the hot compressed water 15 to hydrothermal degradation , migrate the hot water soluble components in the discharged hot water 16 is pressurized hot water to be discharged, and the hydrothermal decomposition section 17 formed to separate the lignin components and hemicellulose components from the biomass material in the apparatus main body 13 the biomass solids extraction unit 18 that extract the biomass solids 20 from above, communicates with the biomass solids extraction unit 18, 部に水19を注入し、抜出したバイオマス固形分20を投入してスラリー化するスラリー化槽21とを有する。 Water 19 is injected into parts, and a slurry Kaso 21 slurrying was charged biomass solids 20 withdrawn.
【選択図】図1 .FIELD 1

Description

本発明は、バイオマス原料を効率よく分解することができるバイオマスの水熱分解システム、バイオマス原料を用いた糖液生産方法及びアルコール製造方法に関する。 The present invention, the biomass can be efficiently decomposed biomass material hydrothermal decomposition system, a molasses production methods and alcohol production processes using biomass material.

従来、希硫酸、濃硫酸による木材等のバイオマスの糖化処理後、固液分離し、液相を中和処理し、エタノール発酵等の原料として利用するエタノール等の製造技術が実用化されている(特許文献1、特許文献2)。 Conventionally, after saccharification treatment of biomass such as wood with dilute sulfuric acid, concentrated sulfuric acid, and solid-liquid separation, and neutralized liquid phase, manufacturing technology such as ethanol used as raw material for ethanol fermentation has been put to practical use ( Patent Document 1, Patent Document 2).
また、糖を出発原料として、化学工業原料生産(例えば乳酸発酵等)も考えられる。 Further, a sugar as a starting material, the chemical industrial raw material production (e.g., lactic acid fermentation, etc.) are also contemplated.
ここで、バイオマスとは、地球生物圏の物質循環系に組み込まれた生物体又は生物体から派生する有機物の集積をいう(JIS K 3600 1258参照)。 Here, the biomass means the accumulation of organic matter derived from the Earth biosphere organism incorporated in substances circulatory system or organism (see JIS K 3600 1258).

ここで、現在アルコール原料として用いられているサトウキビ、トウモロコシ等は本来食用に供されるものであるが、これらの食用資源を長期的、安定的に工業用利用資源とすることは、有効食料品のライフサイクルの観点から、好ましくない。 Here, sugarcane currently used as alcohol starting material, but maize etc. are intended to be inherently used for food, long-term, stable to the industrial use resource these edible resources, effective food from the point of view of the life cycle, which is not preferable.

このため、将来的に有用な資源と考えられる草本系バイオマスや木質系バイオマスのようなセルロース系資源を有効活用するのは、重要な課題である。 Therefore, to effectively utilize cellulosic resources such as herbaceous biomass and woody biomass considered future useful resources, it is an important issue.

また、セルロース系資源では、セルロースは38〜50%、ヘミセルロース成分が23〜32%と様々で、発酵原料にならないリグニン成分も15〜22%とそれぞれ異なっている。 Further, the cellulose resources, cellulose 38-50%, the hemicellulose component is varied and 23-32%, are different lignin components as not to fermentation material also from 15 to 22% respectively. 多くの課題を抱えたままの工業化研究のため、原料は固定的に想定されており、原料の汎用性を考慮した生産システムの技術の開示は未だないのが現状である。 For many object had been left industrial research, raw material is fixedly assumed disclosed technology production system considering the versatility of the raw materials at present, no yet.

さらに、元来、澱粉原料に較べて発酵原料に不利な方法で、ごみ問題、地球温暖化防止対応などを目標に考えるのであるから、原料を固定的に考えた生産システムでは意味が薄れる。 Furthermore, originally, in a disadvantageous manner fermentation material compared to the starch raw material, waste problem, since priority is given to prevention of global warming corresponding to the target, meaning fades raw material in a fixed manner considered production system. 広く一般の廃棄物に適用できなければならない。 It must be able to apply to the general public of waste. 酵素糖化法そのものも、効率が悪すぎて、将来課題とされているのが現状である。 Enzymatic saccharification process itself also, efficiency is too evil, at present there is a problem in the future. 酸処理による糖化率も、過剰反応による糖の過分解などで、およそ75%(糖化可能成分基準)前後とかなり小さい値となっている。 Glycation rate by acid treatment also like excessive decomposition of sugar by overreaction, has a much smaller value as the longitudinal approximately 75% (saccharified possible component basis). 従って、セルロース系資源に対して、エタノール生産収率はおよそ25%に止まっている(非特許文献1、特許文献3)。 Accordingly, the cellulose-based resource, ethanol production yield is stopped approximately 25% (non-patent document 1, patent document 3).

なお、特許文献1乃至3の従来の技術では、副反応生成物が酵素糖化阻害を引起し糖収率が減少する現象が起きていたので、酵素糖化阻害物質を除去し、セルロース主体による酵素糖化性を高める水熱分解装置の提案を先にした(特許文献4及び5)。 In the prior art of Patent Document 1 to 3, since the side reaction products had occurred a phenomenon that caused by sugar yield is reduced enzymatic saccharification inhibitory to remove the enzymatic saccharification inhibitors, enzymatic saccharification by cellulose mainly the proposal of hydrothermal decomposition apparatus to increase sexual was previously (Patent documents 4 and 5).

特表平9−507386号公報 Hei 9-507386 JP 特表平11−506934号公報 Kohyo 11-506934 JP 特開2005−168335号公報 JP 2005-168335 JP 特開2009−183805号公報 JP 2009-183805 JP 特開2009−183154号公報 JP 2009-183154 JP

前述した特許文献4及び5における水熱分解装置では、バイオマスと加圧熱水とを対向接触するように供給して、内部熱交換で水熱反応させているが、内部温度が180〜240℃の高温状態であると共に、その各温度における水の飽和蒸気に対して、更に0.1から0.4MPa高い圧力を加えているので、その反応後に、加圧状態から常圧状態にバイオマス固形物をそのまま抜き出す際に、加圧気体である例えば窒素の流出が発生する、という問題がある。 In the hydrothermal decomposition apparatus in Patent Documents 4 and 5 described above, the biomass and pressurized hot water is supplied so as to face contact, but by hydrothermal reaction in the internal heat exchanger, an internal temperature of 180 to 240 ° C. as well as a high-temperature state, for the saturated vapor of the water at each temperature, since the addition of 0.4MPa high pressure addition of 0.1, after the reaction, the biomass solids normal pressure from the pressurized state the when withdrawing it, the outflow of which is for example nitrogen and pressurized gas is generated, there is a problem that.

また、垂直型の水熱分解装置における加圧熱水と、加圧気体との気液界面から抜き出される水熱分解物は、高温・高圧状態であるので、反応が進行し、バイオマス固形物に同伴される熱水に可溶化された後の熱水可溶化ヘミセルロースや熱水不溶分のセルロースが高温(180〜240℃)の温度域で過分解が生じる、という問題がある。 Further, the pressurized hot water in vertical hydrothermal decomposition apparatus, hydrothermal decomposition product withdrawn from the gas-liquid interface between the pressurized gas, because it is high temperature and high pressure conditions, the reaction proceeds, the biomass solids cellulose hydrothermal solubilized hemicelluloses and hot water insoluble fraction after being solubilized in hot water entrained occurs is excessively decomposed in a temperature range of high temperature (180 to 240 ° C.), there is a problem that the.

本発明は、前記課題に鑑み、バイオマス原料を高温・高圧状態で水熱分解処理した後に、バイオマス固形物を抜き出す際に、加圧気体の流出を防止することができるとともに、バイオマス原料中のセルロースやヘミセルロースの過分解を抑制して、効率よく有価物を得るバイオマスの水熱分解システム、バイオマス原料を用いた糖液生産方法及びアルコール製造方法を提供する。 In view of the above problems, after hydrothermal decomposition treatment at high temperature and high pressure state biomass material, when extracting the biomass solids, it is possible to prevent the outflow of the pressurized gas, the cellulose in the biomass material which controls an excessive degradation of and hemicellulose efficiently valuable resource obtaining biomass hydrothermal decomposition system, provides a sugar solution production process and alcohol production method using a biomass material.

上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンを有するバイオマス原料を常圧下から加圧下に供給するバイオマス供給部と、バイオマス原料を加圧熱水により水熱分解し、加圧熱水中にリグニン成分及びヘミセルロース成分を溶解する水熱分解部と、前記水熱分解部からバイオマス固形分を抜出するバイオマス固形分抜出部と、バイオマス固形分抜出部と連通すると共に、内部に水が注入され、抜出したバイオマス固形分が投入されてスラリー化するスラリー化槽とを有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 The first aspect of the present invention to solve the above problems, cellulose, and hemicellulose and biomass supply unit biomass material supplied under normal pressure to under pressure with lignin, hydrothermal biomass material by pressurized hot water decomposed, and the hydrothermal decomposition unit for dissolving the lignin components and hemicellulose components in pressurized hot water, and biomass solids extraction unit that extracting the biomass solids from the water thermal decomposition section, the biomass solids extraction unit and communicated with, water is injected therein in hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises biomass solids is turned and slurrying tank for slurrying was withdrawn.

第2の発明は、第1の発明において、前記水熱分解部が、供給されたバイオマス原料を、下方から装置本体の内部にて、搬送手段により上方へ搬送すると共に、前記バイオマス原料の供給箇所と異なる上方の側から加圧熱水を装置本体の内部に供給し、前記バイオマス原料と加圧熱水とを対向接触させつつ水熱分解し、排出する加圧熱水である熱水排出液中に熱水溶解成分を移行し、前記バイオマス原料中からリグニン成分及びヘミセルロース成分を分離してなることを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 The second invention according to the first invention, the hydrothermal decomposition unit, the supplied biomass material at the inside of the apparatus body from below, while conveyed upward by the conveyance means, the feed point of the biomass material different supplied from above the side of the pressurized hot water inside the apparatus main body, and said biomass material and pressurized hot water to hydrothermal degradation while opposing contact, the discharged hot water is pressurized hot water to be discharged hot water soluble component migrates, in hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized by comprising separating the lignin components and hemicellulose components from the biomass material in the inside.

第3の発明は、第1又は2の発明において、前記スラリー化槽の後流側に設けられ、スラリー状バイオマス固形分のpHを計測するpH計測装置を有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 The third invention is the invention of the first or 2, provided on the downstream side of the slurrying tank, biomass hydrothermal characterized by having a pH measuring device for measuring the pH of the slurry biomass solids in the decomposition system.

第4の発明は、第1乃至3のいずれか一つの発明において、前記スラリー化槽の後流側に設けられ、スラリー状バイオマス固形分から水分を除去し、バイオマス固形分を分離する第1の固液分離装置を有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 A fourth invention, in any one invention of the first to third, provided on the downstream side of the slurrying vessel, to remove water from the slurry biomass solids first solid which separates the biomass solids in hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it has a liquid separation device.

第5の発明は、第4の発明において、前記第1の固液分離装置から分離されたバイオマス固形分を糖化する第1の糖化槽を有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 Fifth invention, in the fourth aspect, in the hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises a first saccharification tank of saccharifying biomass solids separated from said first solid-liquid separator .

第6の発明は、第4又は5の発明において、前記第1の固液分離装置から分離した水をスラリー化槽に戻す第1の戻しラインを有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 The sixth invention is the fourth or the invention of 5, the first solid-liquid separation hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises a first return line which the water separated is returned to slurrying tank from device It is in.

第7の発明は、第1乃至6のいずれか一つの発明において、前記水熱分解部からの熱水排出液を糖化する第2の糖化槽を有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 The seventh invention, in any one invention of the first to sixth, hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises a second saccharification tank of saccharifying discharged hot water from the hydrothermal decomposition of the It is in.

第8の発明は、第4乃至6のいずれか一つの発明において、前記水熱分解部からの熱水排出液を糖化する第2の糖化槽を有し、前記第1の固液分離装置から分離した水を前記熱水排出液に混合することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 Advantageously, in any one invention of the fourth to 6, it has a second saccharification tank of saccharifying discharged hot water from the hydrothermal decomposition section, from the first solid-liquid separator there the separated aqueous hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized by mixing the discharged hot water.

第9の発明は、第5の発明において、前記第1の固液分離装置で分離されたバイオマス固形分に酵素を添加して酵素液化する酵素液化槽を設け、前記酵素液化槽で得られた酵素液化物を用い、前記第1の糖化槽で酵素により糖化することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 A ninth invention, in the fifth aspect, the enzyme liquefaction vessel by adding the enzyme to enzyme liquefied biomass solids separated by the first solid-liquid separation device is provided, obtained in the enzymatic liquefaction vessel using an enzyme liquid cargo, it is in the first hydrothermal decomposition system of the biomass, which comprises saccharifying the enzymatic saccharification tank.

第10の発明は、第1乃至3のいずれか一つの発明において、前記スラリー状バイオマス固形分を糖化する第3の糖化槽を有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 A tenth invention is, in any one invention of the first to third, in the third hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it has a saccharification tank of saccharifying said slurry biomass solids.

第11の発明は、第10の発明において、糖化後の糖液から、固体分を分離する第2の固液分離装置と、固体分離後の糖液から、水を除去する第1の水分分離装置とを有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 Eleventh aspect based on the tenth aspect, the sugar solution after saccharification, the second solid-liquid separation apparatus for separating solids from the sugar solution after solid separation, the first water separation to remove water in hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises a device.

第12の発明は、第10又は11の発明において、前記水熱分解部からの熱水排出液を糖化する第2の糖化槽を有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 Twelfth aspect of the present invention based on the tenth or 11, in hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises a second saccharification tank of saccharifying discharged hot water from the hydrothermal decomposition section.

第13の発明は、第7又は12の発明において、前記第2の糖化槽で糖化後の糖液から、固体分を分離する第3の固液分離装置と、固体分離後の糖液から、水を除去する第2の水分分離装置とを有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 A thirteenth invention, in the invention of the seventh or 12, from the sugar solution after saccharification by the second saccharification tank, and a third solid-liquid separator for separating the solids from the sugar solution after solid separation, in hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that a second moisture separator to remove water.

第14の発明は、第11又は13の発明において、前記第1の水分分離装置又は第2の水分分離装置から分離した水を、スラリー化槽又は水熱分解装置の温度調整手段の冷却部のいずれか一方又は両方に戻す第2の戻しラインを有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 A fourteenth invention is, in the invention of the eleventh or 13, the water separated from the first water separator or the second water separation device, a cooling portion of the temperature adjustment means of slurrying tank or hydrothermal decomposition apparatus in hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises a second return line for returning to either or both.

第15の発明は、第11又は13の発明において、前記第1の水分分離装置又は第2の水分分離装置から分離した水を加圧・加熱手段により加圧熱水とし、水熱分解装置の加圧熱水に戻す第3の戻しラインとを有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システムにある。 Fifteenth aspect of the present invention based on the eleventh or 13, the pressurized hot water by the first water separator or the second water separator pressure and heat means the separated water from the device, the hydrothermal decomposition apparatus in hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises a third return line for returning the pressurized hot water.

第16の発明は、第6、14又は15の発明において、前記第1の戻しライン又は第2の戻しライン又は第3の戻しラインに生物処理装置を有することを特徴とするバイオマスの処理システムにある。 A sixteenth invention is the invention of a 6, 14 or 15, to the processing system of the biomass, characterized in that it comprises a biological treatment device to the first return line and second return line or the third return line is there.

第17の発明は、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンを有するバイオマス原料を常圧下から加圧下に供給し、前記バイオマス原料を加圧熱水により水熱分解部により水熱分解し、前記加圧熱水中にリグニン成分及びヘミセルロース成分を溶解させ、その後、前記水熱分解部から抜出したバイオマス固形分を、内部に水が注入され、前記水熱分解部と連通するスラリー化槽に投入し、スラリー状バイオマス固形分とし、次いで、前記スラリー状バイオマス固形分から水を除去し、その後、水が除去されたバイオマス固形分を酵素糖化し、糖液を生産することを特徴とするバイオマス原料を用いた糖液生産方法にある。 A seventeenth aspect of the present invention is cellulose, the biomass feedstock with hemicellulose and lignin is supplied under normal pressure to under pressure, decomposing hydrothermal by hydrothermal decomposition section the biomass material by pressurized hot water, the hot compressed water to dissolve the lignin components and hemicellulose components, after which the biomass solids extracted from the hydrothermal decomposition section, water is injected into, poured into a slurry tank in communication with the hydrothermal decomposition section, slurry biomass and solids, then the slurry water is removed from the biomass solids, after which the biomass solids water was removed by enzymatic saccharification, sugar solution production using biomass material, characterized in that to produce the sugar solution It is in the way.

第18の発明は、第17の発明において、水が除去されたバイオマス固形分を酵素糖化する前流側で、前記バイオマス固形分を酵素液化することを特徴とするバイオマス原料を用いた糖液生産方法にある。 Eighteenth aspect of the present invention, in the seventeenth, the biomass solids water was removed by the upstream side to enzymatic saccharification, sugar solution produced using biomass material, characterized in that the enzyme liquefying the biomass solids It lies in the way.

第19の発明は、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンを有するバイオマス原料を常圧下から加圧下に供給し、前記バイオマス原料を加圧熱水により水熱分解部により水熱分解し、前記加圧熱水中にリグニン成分及びヘミセルロース成分を溶解させ、その後、前記水熱分解部から抜出したバイオマス固形分を、内部に水が注入され、前記水熱分解部と連通するスラリー化槽に投入し、スラリー状バイオマス固形分とし、前記スラリー状バイオマス固形分を酵素糖化して糖液を得た後、固形分を分離し、次いで水を除去することを特徴とするバイオマス原料を用いた糖液生産方法にある。 A nineteenth invention is cellulose, the biomass feedstock with hemicellulose and lignin is supplied under normal pressure to under pressure, decomposing hydrothermal by hydrothermal decomposition section the biomass material by pressurized hot water, the hot compressed water to dissolve the lignin components and hemicellulose components, after which the biomass solids extracted from the hydrothermal decomposition section, water is injected into, poured into a slurry tank in communication with the hydrothermal decomposition section, slurry biomass and solids, after the slurry biomass solids were then enzymatic saccharification to obtain a saccharide solution, and separating the solids, then in the sugar solution producing method with use of biomass material, and removing the water.

第20の発明は、第17乃至19のいずれか一つのバイオマス原料を用いた糖液生産方法により得られた糖液を用いてアルコール発酵を行い、アルコールを製造することを特徴とするアルコール製造方法にある。 A twentieth aspect of the present invention performs the alcohol fermentation using the sugar solution obtained by the sugar solution producing method using any one of the biomass material in the first 17 to 19, alcohol production method characterized by the production of alcohol It is in.

本発明によれば、内部に水が注入されたスラリー化槽の液体中に、水熱分解したバイオマス固形分を投入させることで、スラリー化状態にしつつ液体シールがなされ、加圧気体の流出を防止することができる。 According to the present invention, in the liquid of the slurry tank where water was injected into the biomass solids decomposed hydrothermal be to put the liquid seal is made with a slurry state, the outflow of pressurized gas it is possible to prevent. これにより加圧用気体(例えば加圧窒素等)の流出が防止され、ランニングコスト削減を図ることができる。 Thus is prevented outflow of pressurizing gas (e.g. pressurized nitrogen arsenide), it is possible to reduce the running cost.

また、液体中にバイオマス固形分を投入するので、液体による直接熱交換によりバイオマス固形分を冷却することで反応停止を効率良く行うことができ、バイオマス固形分に同伴する熱水による残留ヘミセルロース、残留リグニン及び主成分セルロースの過分解が抑制される。 Further, since turning on the biomass solids in the liquid by direct heat exchange with the liquid can be efficiently quenched by cooling the biomass solids, hemicellulose residual with hot water accompanying the biomass solids, residual excessive decomposition of lignin and the main component cellulose is suppressed. この結果、反応阻害成分の生成抑制を図ると共に、セルロース分の回収率の向上を図ることができる。 As a result, there is ensured the generation suppressing reaction inhibition component, it is possible to improve the recovery rate of the cellulose fraction.

図1は、実施例1に係るバイオマスの水熱分解システムの概略図である。 Figure 1 is a schematic diagram of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the first embodiment. 図2は、実施例2に係るバイオマスの水熱分解システムの概略図である。 Figure 2 is a schematic diagram of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the second embodiment. 図3は、実施例3に係るバイオマスの水熱分解システムの概略図である。 Figure 3 is a schematic diagram of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the third embodiment. 図4は、実施例4に係るバイオマスの水熱分解システムの概略図である。 Figure 4 is a schematic diagram of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the fourth embodiment. 図5は、実施例5に係るバイオマスの水熱分解システムの概略図である。 Figure 5 is a schematic diagram of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to Example 5. 図6は、実施例6に係るバイオマスの水熱分解システムの概略図である。 Figure 6 is a schematic diagram of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to Example 6. 図7は、実施例7に係るバイオマスの水熱分解システムの概略図である。 Figure 7 is a schematic diagram of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to Example 7. 図8は、バイオマスを熱水で水熱分解する垂直型の水熱分解装置の模式図である。 Figure 8 is a schematic diagram of a hydrothermal decomposition apparatus hydrothermal degrade vertical biomass with hot water. 図9は、バイオマスの熱水による分解の様子を示す図である。 Figure 9 is a diagram showing a state of degradation due to hydrothermal biomass.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。 It will be described in detail with reference to the accompanying drawings. なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 It should be understood that the present invention is not limited by this embodiment. また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 In addition, constituent elements in the embodiments, those skilled person that can be easily assumed, or substantially the same.

本発明に係るバイオマスの水熱分解システムについて、図面を参照して説明する。 For hydrothermal decomposition system of the biomass according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、実施例1に係るバイオマスの水熱分解システムの概略図である。 Figure 1 is a schematic diagram of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the first embodiment. 図1に示すように、本実施例に係るバイオマスの水熱分解システム10Aは、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンを有するバイオマス原料11を常圧下から加圧下に供給するバイオマス供給部12と、バイオマス原料11を加圧熱水(以下、「熱水」ともいう)15により水熱分解し、加圧熱水15中にリグニン成分及びヘミセルロース成分を溶解する水熱分解部17と、前記水熱分解部17からバイオマス固形分20を抜出するバイオマス固形分抜出部18と、バイオマス固形分抜出部18と連通すると共に、内部に水19が注入され、抜出したバイオマス固形分20を投入してスラリー状バイオマス固形分24とするスラリー化槽21と、前記スラリー状バイオマス固形分24を加圧下から常圧下へ排出する排出部23とを有する As shown in FIG. 1, hydrothermal decomposition system 10A of the biomass according to the present embodiment, cellulose, a biomass supply unit 12 for supplying biomass material 11 under normal pressure to under pressure with hemicellulose and lignin, the biomass material 11 pressurized hot water (hereinafter, also referred to as "hot water") 15 by decomposing hydrothermal, hydrothermal decomposition unit 17 for dissolving the lignin components and hemicellulose components into the hot compressed water 15, from the hydrothermal decomposition section 17 biomass solids extraction unit 18 that extract the biomass solids 20, communicates with the biomass solids extraction unit 18, the water 19 is injected into the slurry by introducing the biomass solids 20 extracted like biomass with a slurry Kaso 21, solid content 24, and a discharge portion 23 for discharging the slurry biomass solids 24 from the pressure to atmospheric pressure のである。 Than is.

前記水熱分解部としては、バイオマス原料11を高温・高圧条件で分解処理する公知の水熱処理装置を用いることができる。 The water as the thermal decomposition section, may be a known water treatment apparatus for decomposing the biomass material 11 at high temperature and pressure conditions. 図1を用いて水熱分解装置の一例を説明するが、本発明はこの装置に限定されるものではない。 Illustrating an example of the hydrothermal decomposition apparatus with reference to FIG. 1, but the present invention is not limited to this device.
図1に示すように、本実施例に係る水熱分解装置では、水熱分解部17に供給されたバイオマス原料11を、下方から装置本体13の内部にて、搬送手段である第1のスクリュー手段14により上方へ搬送すると共に、前記バイオマス原料11の供給箇所と異なる上方の側から加圧熱水15を装置本体13の内部に供給し、前記バイオマス原料11と加圧熱水15とを対向接触させつつ水熱分解し、排出する加圧熱水である熱水排出液16中に熱水溶解成分(リグニン成分及びヘミセルロース成分)を移行し、前記バイオマス原料11中からリグニン成分及びヘミセルロース成分を分離してなるものである。 As shown in FIG. 1, in the hydrothermal decomposition apparatus according to the present embodiment, the biomass material 11 fed to the hydrothermal decomposition section 17, in the apparatus main body 13 from below, a first screw is conveying means conveys upward by means 14, the supply locations and different upper pressurized hot water 15 from the side of the biomass material 11 is supplied to the apparatus main body 13, opposite the said biomass material 11 and the hot compressed water 15 while contacting hydrothermally decomposed, migrate hot water soluble component (lignin components and hemicellulose components) to hydrothermal effluent 16 is a pressurized hot water to discharge, the lignin components and hemicellulose components from within the biomass material 11 it is made in isolation.

ここで、搬送手段としては、本実施例ではスクリュー手段を例示しているが、バイオマス固形分を下方から上方に搬送することができるものであれば、スクリュー手段に限定されるものではない。 Here, the conveying means, in the present embodiment illustrates the screw means, as long as it can be conveyed upward biomass solids from below, but is not limited to the screw means.

前記スラリー化槽21に投入される水19は、加圧用の加圧窒素25のリークを防止する目的で液体シールをなすためには系内の圧力下において液体状であればよく、バイオマス固形分20が含有する水分中に含まれるヘミセルロースの過分解(分解開始温度約140℃〜180℃)を抑制するためにはスラリー化槽21の液温を140℃以下に冷却するよう、バイオマス固形分20の温度やスラリー化槽21の容量に応じて注入する水19の温度を適宜設定すればよい。 The slurry Kaso 21 water 19 is introduced into may be any liquid under pressure of the system in order to form a liquid seal in order to prevent leakage of the pressurized nitrogen 25 pressure, the biomass solids 20 to cool the liquid temperature of the slurry Kaso 21 in order to suppress excessive decomposition of hemicellulose contained in the water containing (decomposition temperature of about 140 ° C. to 180 ° C.) to 140 ° C. or less, the biomass solids 20 the temperature of the water 19 to be injected in accordance with the capacity of the temperature and the slurry Kaso 21 may be appropriately set. 水19は、例えば0℃〜60℃の範囲内で通常用いられる水(例えばクーリングタワー水やチラー水)などを用いることができ、後述するように系内の水を循環して再利用することもできる。 Water 19, for example, 0 ° C. to 60 ° C. water normally used in the range of (e.g. cooling tower water or chiller water) can be used as, be reused by circulating water in the system as described below it can.

ここで、図1中、符号18aはバイオマス固形分抜出部18とスラリー化槽21とを連通する通路、22はスラリー化槽21内部を攪拌する撹拌手段、13aは水熱分解部17の気液界面、21aはスラリー化槽21の気液界面、L 1は抜出しライン、M 1は第1のスクリュー手段14を駆動するモータ、M 2は撹拌手段22を駆動するモータを各々図示する。 Here, in FIG. 1, reference numeral 18a is passage communicating the biomass solids extraction section 18 and the slurry Kaso 21, stirring means for stirring the internal slurry Kaso 21 22, 13a is air hydrothermal decomposition section 17 liquid interface, 21a is gas-liquid interface, L 1 of the slurry Kaso 21 withdrawal line, M 1 is a motor for driving the first screw means 14, M 2 is respectively illustrated a motor for driving the stirring means 22.

次に、バイオマス原料11を水熱分解部17により水熱分解する概要を説明する。 Then, the biomass material 11 illustrating the hydrothermal decomposed Summary by hydrothermal decomposition section 17. 図8は、バイオマスを熱水で水熱分解する垂直型の水熱分解装置の模式図であり、図9は、バイオマスの熱水による分解の様子を示す図である。 Figure 8 is a schematic diagram of the biomass hydrothermal decompose vertical hydrothermal decomposition apparatus with hot water, Fig. 9 is a diagram showing a state of degradation due to hydrothermal biomass.
水熱分解部17では、バイオマス原料11と加圧熱水15とを対向接触するように供給して、内部熱交換で水熱反応させている。 In hydrothermal decomposition unit 17, a biomass material 11 and the hot compressed water 15 is supplied to face contact, thereby hydrothermal reaction in the internal heat exchanger. 図8において、対向接触領域Xと、非対向接触領域Yとを示し、非対向接触領域Yでも高温・高圧状態のままであり、前記非対向接触領域Yにてもバイオマス固形分20の水熱分解反応は進行することとなり、時に過分解となることもある。 8, and the counter contact area X, indicates a non-facing contact area Y, remains a high-temperature and high-pressure state even non-facing contact area Y, said non-facing contact areas biomass solids 20 also at Y hydrothermal decomposition reaction becomes to proceed, sometimes sometimes become excessive decomposition.

図8に示すように、垂直型の水熱分解装置では、バイオマス原料(固体)11を下部側から装置本体13内部に供給し、内部に設けた第1のスクリュー手段14により上方側に移動させ、上部側からバイオマス固形分(熱水不可溶分)20をバイオマス固形分抜出部18を介して、水19が注入されたスラリー化槽21の液体21b中に落下させている。 As shown in FIG. 8, a vertical-type hydrothermal decomposition apparatus, the biomass feedstock (solid) 11 was supplied from the lower side in the apparatus main body 13 is moved upward by the first screw means 14 provided inside , biomass solids from the upper side (hot water not matter) 20 via the biomass solids extraction unit 18, the water 19 is dropped into the liquid 21b in the slurry Kaso 21 injected.

このように、内部に水19を注入したスラリー化槽21を設けることで、加圧窒素25がリークすることなく効率よく連続的にバイオマス固形分20を直接熱交換により冷却することができるため、水熱分解反応を停止することが可能となり、対向接触領域X以外での水熱分解反応を抑制することができる。 Thus, since that can be cooled by providing the slurry Kaso 21 injected with water 19 therein, by direct heat exchange efficiently continuously biomass solids 20 without pressurized nitrogen 25 from leaking, it is possible to stop the hydrothermal decomposition reaction, it is possible to suppress the hydrothermal decomposition reactions outside of the opposing contact areas X.

図9に示すように、バイオマス(セルロース系原料)原料11には、セルロース以外にヘミセルロースやリグニンが含まれており、具体的にはセルロースをヘミセルロースが束ね、リグニンが接着している構造を有している。 As shown in FIG. 9, the biomass (cellulosic material) material 11 is included hemicellulose and lignin besides cellulose, bundled hemicellulose cellulose in particular, has a structure in which lignin is bonded ing.
バイオマスは水熱分解後には、熱水不溶分(固形分)と熱水可溶分とに分けられることとなる。 Biomass After hydrothermal decomposition, and can be divided into the hot water insoluble fraction (the solids) and hot water solubles. 熱水不溶分は主にセルロース(C6糖の原料)であり、熱水可溶分は主にヘミセルロース(C5糖の原料)であり、各々酵素により糖化することで糖を得ることができる。 Hot water insoluble fraction is predominantly a cellulosic (C6 sugars raw material), hot water solubles are primarily hemicellulose (C5 sugars raw material), it is possible to obtain a sugar by each saccharification by enzyme.

よって、バイオマス原料11が加圧熱水15により高温(180〜240℃)の温度域で水熱分解され、熱水側にヘミセルロースを溶解させると共に、リグニンも分解・溶解させており、その結果熱水側にはヘミセルロース等が溶解されることとなる。 Thus, biomass material 11 is decomposed hydrothermal in a temperature range of high temperature (180 to 240 ° C.) by pressurized hot water 15, the dissolved hemicellulose in hot water side and lignin also is decomposed and dissolved, resulting heat water side so that the hemicellulose or the like is dissolved.
熱水に可溶化された後の熱水可溶化ヘミセルロースの状態では、高温(180〜240℃)の温度域では過分解が生じる。 In the state of the hot water-solubilizing hemicellulose after being solubilized in hot water, the excessive decomposition occurs in a temperature range of high temperature (180 to 240 ° C.).

このヘミセルロースの過分解は、C5糖の原料となるヘミセルロースの収率が低下するので、熱水可溶化分のヘミセルロースの過分解を抑制する必要がある。 Excessive decomposition of hemicellulose, since the yield of hemicellulose as a raw material for C5 sugars decreases, it is necessary to suppress excessive decomposition of the hot water solubilizing component of hemicellulose.
また、熱水中への過分解物の混入は、後流側設備における酵素による糖化工程及びアルコール発酵等の発酵工程での反応阻害要因となるので、この阻害物の発生を阻止することも必要となる。 Further, since the incorporation of excessively decomposed product in hot water, a reaction inhibition factor in fermentation processes, such as the saccharification step and alcohol fermentation by enzymes in the downstream side equipment, also necessary to prevent the occurrence of this inhibitor to become.

図1において、バイオマス固形分抜出部18には、図示しない第2のスクリュー手段が設けられ、第1のスクリュー手段14により下方から上方に搬送された熱水不溶分であるバイオマス固形分20をスラリー化槽21側へ抜出している。 In Figure 1, the biomass solids extraction unit 18 is provided with a second screw means (not shown), the biomass solids 20 is a hot water-insoluble fraction, which is conveyed upward from below by the first screw means 14 It is extracted into the slurry Kaso 21 side. そして、抜出されたバイオマス固形分20は通路18aから液体21b中に順次落下し、スラリー化槽21内に設けた攪拌手段22の攪拌により、スラリー化される。 Then, the biomass solids 20 withdrawn sequentially dropped from the passage 18a into the liquid 21b, the agitation of the stirring means 22 provided in the slurry Kaso 21, are slurried.

また、スラリー化槽21内の液体21b中に落下されたバイオマス固形分20が液体21bとの直接熱交換により冷却され、この結果、バイオマス固形分20に同伴した熱水による残留ヘミセルロース、残留リグニン及び主成分セルロースの過分解が抑制される。 Further, the biomass solids 20 which is dropped into the liquid 21b in the slurry Kaso 21 is cooled by direct heat exchange with the liquid 21b, the result, hemicellulose residual with hot water which is entrained in the biomass solids 20, the residual lignin and excessive decomposition of the main component cellulose is suppressed.

これは、水熱分解部17の気液界面13aの上方側のガス雰囲気内では、第1のスクリュー手段14によりバイオマス固形分20が熱水液面(気液界面13a)より上に露出される。 This is because in the upper side of the gas atmosphere of the gas-liquid interface 13a of the hydrothermal decomposition unit 17, the biomass solids 20 are exposed above the hot water liquid level (gas-liquid interface 13a) by a first screw means 14 . しかしながら、バイオマス固形分20に同伴する加圧熱水15の存在により、高温・高圧状態で未だ反応が進行しているので、バイオマス固形分20をスラリー化槽21内の液体21b中に投入することで、反応停止させることができる。 However, the presence of pressurized hot water 15 entrained biomass solids 20, the still react at high temperature and high pressure state is in progress, placing the biomass solids 20 in the liquid 21b in the slurry Kaso 21 in, it can be quenched.
よって、この反応停止によって、残留ヘミセルロース、残留リグニン及び主成分セルロースの過分解が抑制されることとなり、セルロース分の過分解が抑制されその回収率が向上すると共に、後流側における反応阻害成分の生成が抑制される。 Thus, the reaction is stopped, the residual hemicellulose, will be excessive decomposition of the residual lignin and principal component cellulose are suppressed, along with the cellulose component of the over-decomposition is suppressed its recovery rate is improved, the reaction inhibitory components in the downstream side generation is suppressed.

また、スラリー化槽21内に水19を注入し、液体21bが存在するため、水熱分解部17の気液界面13aと、スラリー化槽21の気液界面21aとにおいて、液封止がなされることとなり、これにより加圧用気体である加圧窒素25のリークが防止される。 Further, the water 19 is injected into the slurry Kaso 21, since the liquid 21b is present, the gas-liquid interface 13a of the hydrothermal decomposition unit 17, in a gas-liquid interface 21a of the slurry Kaso 21, liquid sealing is performed becomes Rukoto, which leakage is a pressurizing gas pressurized nitrogen 25 is prevented by the. これにより、ガスリークに伴うロスがなくなり、加圧用気体にかかるランニングコストの大幅な削減を図ることができる。 This eliminates the losses due to gas leakage, it is possible to greatly reduce the running cost of pressurizing gas. なお、スラリー化槽21には図示しない安全弁や加圧窒素25の流入通路が形成されている。 Incidentally, the inflow passage of the safety valve and pressurized nitrogen 25 not shown in the slurry Kaso 21 is formed.

また、バイオマス固形分20をスラリー化させることにより、流動化が可能となり、スラリー化槽21から外部へ排出する際の排出機構が簡易となる。 Further, by slurrying the biomass solids 20 enables fluidization, ejection mechanism when discharging from the slurry Kaso 21 to the outside can be simplified. すなわち、バイオマス固形分20が高温状態のままであると、排出機構の材質も例えば高価な材料を使用する必要があるが、スラリー化槽21で冷却するので、その排出側に設ける排出部23の材質を安価なステンレスや樹脂等を使用することができる。 That is, when the biomass solids 20 remain in the high temperature state, it is necessary to use the material also for example expensive material ejection mechanism, since the cooled slurry Kaso 21, the discharge pipe 23 provided on the discharge side the material can be the use of inexpensive stainless steel or resin. この排出部23としては、例えばロータリーフィーダ、流量調整弁等を用いることができる。 As the discharge unit 23 may be, for example, a rotary feeder, a flow control valve or the like.

また、バイオマス固形分は空隙率が大きく、かさ密度が小さいので、固体のままでの取扱い性が煩雑であったが、スラリー化により減容化を図ることができることとなり、取り扱い性も容易となる。 Further, the biomass solids have a large porosity, since the bulk density is small, but the handling of the remains of the solid is complicated, will be able to achieve volume reduction by slurrying, the handling properties easy .
すなわち、液体21bに添加する前では、バイオマス固形分20は、いわゆるケーキ状であり、加圧用気体のしめる割合が多く空隙率が大きく、かさ密度が0.5g/cc以下と小さいものであった。 That is, prior to addition to the liquid 21b, the biomass solids 20 is a so-called cake, many porosity greater proportion of the pressurizing gas, bulk density was achieved following the small 0.5 g / cc . これがスラリー化することで、空隙間が減少し、減容化を図ることとなる。 This is by slurrying, air gap is reduced, and thus to achieve volume reduction.

さらに、バイオマス固形分20をスラリー化させることにより、流動化が可能となり、その後の工程での取り扱いが容易となる。 Furthermore, by slurrying the biomass solids 20 enables fluidization becomes easy to handle in the subsequent steps.
特に、糖化処理においては、酵素反応であるので、所定の温度以下(例えば60℃以下)に冷却する必要がある。 In particular, in the saccharification process, since it is an enzyme reaction, it is necessary to cool to a predetermined temperature or less (e.g., 60 ° C. or less). この際、バイオマス固形分の状態での冷却はその熱交換効率は良好でないので、大がかりな熱交換手段を必要とするが、スラリー化させることにより、冷却効率が良好となり、大がかりな熱交換手段が不要となる。 Since this time, cooling in the form of biomass solids that the heat exchange efficiency is not good, it requires a large-scale heat exchange means, by slurrying, the cooling efficiency is improved, a large-scale heat exchange means It becomes unnecessary.

また、スラリー化槽21内を冷却するための間接冷却手段を設けるようにすることもできる。 It is also possible to be provided with indirect cooling means for cooling the slurry Kaso 21.
また、スラリー化槽21は攪拌手段22を設けているが、本発明はこれに限定されず、例えばポンプによる循環手段等で攪拌させるようにしてもよい。 Although the slurry Kaso 21 is provided with a stirring means 22, the present invention is not limited thereto, for example, may be allowed to stir at circulating means such as by a pump.

また、本実施例では、スラリー化槽21から抜き出されたスラリー状バイオマス固形分24の抜出しラインL 1に、pH計31を設けている。 Further, in this embodiment, the extraction line L 1 of the slurry biomass solids 24 withdrawn from the slurry Kaso 21 is provided with a pH meter 31.
このpH計31を設けることにより、スラリー状バイオマス固形分24中に残存する有機酸の有無を確認することができる。 By providing the pH meter 31, it is possible to confirm the presence or absence of organic acids remaining in the slurry biomass solids 24.
これにより、水熱分解により生じる有機酸(例えば酢酸等)の発生状況を監視することができる。 This makes it possible to monitor the occurrence of organic acids produced by hydrothermal decomposition (e.g. acetic acid, etc.).

このpH計31でのpHの監視の結果、スラリー状バイオマス固形分24中のpHが小さくなる場合には、酢酸等の有機酸が発生したことが判定でき、水熱分解部17の加圧熱水の温度制御を行うようにすればよい。 pH results of the monitoring at this pH meter 31, when the pH of the slurry biomass solids in 24 is small, can be determined that an organic acid such as acetic acid occurs, pressurized hot water pyrolysis section 17 it is sufficient to control the temperature of the water.

また、pH計31によりpHを計測し、加圧熱水の供給量の制御を行い、水熱分解反応の制御を行うようにしてもよい。 Further, the pH was measured by pH meter 31, and controls the supply amount of the pressurized hot water, may be performed to control the hydrothermal decomposition reaction.
その他のpHに基づく水熱分解部17の制御としては、バイオマス原料11の供給量の制御(反応時間)によって水熱分解反応を制御する方法や、バイオマス原料11の第1のスクリュー手段14による掻揚げ速度(反応時間)の制御によって水熱分解反応を制御する方法や、装置本体13の気液界面13aの液レベル(反応時間)の制御によって水熱分解反応を制御する方法や、熱水排出液16の排出量の制御(反応時間)によって水熱分解反応を制御する方法等を行うことができる。 The control of the hydrothermal decomposition unit 17 based on the other pH, a method of controlling the hydrothermal decomposition reaction by controlling the supply amount of the biomass material 11 (reaction time), the take of the first screw means 14 of the biomass material 11 a method of controlling the hydrothermal decomposition reaction by controlling the fried speed (reaction time), a method of controlling the hydrothermal decomposition reaction by controlling the liquid level in the gas-liquid interface 13a of the apparatus main body 13 (reaction time), the hot water discharge by controlling the discharge amount of liquid 16 (reaction time) can be carried out a method for controlling the hydrothermal decomposition reaction.

ここで、前記水熱分解部17に供給するバイオマスとしては、特に限定されるものではなく、地球生物圏の物質循環系に組み込まれた生物体又は生物体から派生する有機物の集積をいう(JIS K 3600 1258参照)が、本発明では特に木質系の例えば広葉樹、草本系等のセルロース系資源や農業系廃棄物、食品廃棄物等を用いるのが好ましい。 Here, the biomass supplied to the hydrothermal decomposition section 17 is not limited in particular, refers to the accumulation of organic matter derived from incorporated into material circulation of Earth biosphere organism or organisms (JIS K reference 3600 1258), in particular wood, for example hardwood, cellulose resources and agricultural wastes of herbaceous like, it is preferable to use a food wastes in the present invention.

また、前記バイオマス原料11としては、粒径は特に限定されるものではないが、5mm以下に粉砕することが好ましい。 Further, examples of the biomass material 11, but not the particle size is particularly limited, it is preferable to ground to 5mm or less.
本実施例では、バイオマスの供給前において、前処理装置として、例えば粉砕装置を用いて前処理するようにしてもよい。 In this embodiment, before the supply of biomass, as a pretreatment apparatus, for example it may be pre-treated with a milling device. また、洗浄装置により洗浄するようにしてもよい。 Further, it may be cleaned by the cleaning apparatus.
なお、バイオマス原料11として、例えば籾殻等の場合には、粉砕処理することなく、そのままバイオマス供給部12に供給することができるものとなる。 As biomass material 11, for example in the case of such chaff, without pulverization, and that it can be fed to the biomass supply unit 12.

また、水熱分解部17における、反応温度は180〜240℃の範囲とするのが好ましい。 Further, in the hydrothermal decomposition unit 17, the reaction temperature is preferably in the range of 180 to 240 ° C.. さらに好ましくは200〜230℃とするのがよい。 More preferably preferably set to 200 to 230 ° C..
これは、180℃未満の低温では、水熱分解速度が小さく、長い分解時間が必要となり、装置の大型化につながり、好ましくないからである。 This is because low temperature of less than 180 ° C., small hydrothermal decomposition rate, a long degradation time is required, leading to increase in size of the device, is not preferable. 一方240℃を超える温度では、分解速度が過大となり、セルロース成分が固体から液体側への移行を増大すると共に、ヘミセルロース系糖類の過分解が促進され、好ましくないからである。 Whereas in temperatures above 240 ° C., decomposition rate becomes excessive, the cellulose component increases the transition to the liquid side from a solid, excessive decomposition of hemicellulosic sugars is promoted, it is not preferable.
また、ヘミセルロース成分は約140℃付近から、セルロースは約230℃付近から、リグニン成分は140℃付近から溶解するが、セルロースを固形分側に残し、且つヘミセルロース成分及びリグニン成分が十分な分解速度を持つ180℃〜240℃の範囲とするのがよい。 Further, from the vicinity of hemicellulose components is about 140 ° C., cellulose from near about 230 ° C., although lignin components are dissolved from around 140 ° C., leaving the cellulosic solids side, and hemicellulose components and lignin components are sufficient degradation rate it is in the range of 180 ° C. to 240 ° C. with.

反応圧力は、装置本体13の反応温度(180〜240℃)の各温度の水の飽和蒸気圧に、更に0.1〜0.5MPaだけ高い圧力を加えることとするのが好ましい。 The reaction pressure is the saturation vapor pressure of water for each temperature of the reaction temperature (180 to 240 ° C.) of the apparatus main body 13, further 0.1~0.5MPa that the addition of only high pressure preferred.
また、反応時間は20分以下、3分〜10分とするのが好ましい。 The reaction time is 20 minutes or less, preferably 3 minutes to 10 minutes. これはあまり長く反応を行うと過分解物の割合が増大し、好ましくないからである。 This proportion of excessively decomposed product increases to perform the very long reaction, is not preferable.

前記常圧下から加圧下に供給するバイオマス供給部 12としては、例えば、スクリュー、ピストンポンプ又はスラリーポンプ等の手段を挙げることができる。 As the biomass supply unit 12 for supplying the atmospheric pressure to under pressure, for example, it can be mentioned screw means such as a piston pump or slurry pump.

また、水熱分解装置は、本実施例では、垂直型の装置としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、気液界面13aを有する傾斜型の水熱分解装置としてもよい。 Moreover, hydrothermal decomposition apparatus, in this embodiment, although the vertical type device, the present invention is not limited thereto, may be inclined hydrothermal decomposition apparatus having a gas-liquid interface 13a.

ここで、水熱分解装置を傾斜型又は垂直型とするのは、水熱分解反応において発生したガスや原料中に持ち込まれたガス等が上方から速やかに抜けることができ好ましいからである。 Here, to a hydrothermal decomposition apparatus inclined or vertical is brought into gas and the raw material generated in the hydrothermal decomposition reaction gas or the like is because preferably can exit rapidly from above. また、加圧熱水15で分解生成物を抽出するので、抽出効率の点において上方から下方に向かって抽出物の濃度が高まることとなり、好ましいものとなる。 Further, since the extracted degradation products in pressurized hot water 15, it will be increased concentration of the extract from top to bottom in terms of extraction efficiency, which is preferable.

以上のように、本実施例によれば、バイオマス原料からセルロース主体の成分とヘミセルロース成分を固液接触状態で分解処理した後、その分解物であるバイオマス固形分をスラリー化槽の内部に注入した液体中に、投入することで、スラリー化させると共に、液体シールがなされ、加圧気体の流出を防止することができる。 As described above, according to this embodiment, after the decomposition treatment in the solid-liquid contact components and hemicellulose components cellulose-based biomass feedstock was injected biomass solids is a degradation product thereof in the interior of the slurrying vessel in the liquid, by introducing, it causes slurried, the liquid seal is made, it is possible to prevent the outflow of the pressurized gas. これにより加圧用気体(例えば加圧窒素等)の流出が防止され、ランニングコストの大幅な削減を図ることができる。 Thus is prevented outflow of pressurizing gas (e.g. pressurized nitrogen arsenide), it is possible to achieve a significant reduction in running costs.

次に、本発明に係るバイオマスの水熱分解システムの他の実施例について、図面を参照して説明する。 Next, another embodiment of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the present invention will be described with reference to the drawings. なお、実施例1のバイオマスの水熱分解システムと同一部材については同一符号を付してその説明は省略する。 Incidentally, description thereof will be given the same reference numerals hydrothermal decomposition system the same member of the biomass of Example 1 will be omitted.
図2は、実施例2に係るバイオマスの水熱分解システムを示す概略図である。 Figure 2 is a schematic diagram showing a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the second embodiment.
図2に示すように、バイオマスの水熱分解システム10Bは、実施例1のバイオマスの水熱分解システム10Aにおいて、さらにスラリー化槽21から抜き出されたスラリー状バイオマス固形分24の抜出しラインL 1に、バイオマス固形分33と水34とを分離する第1の固液分離装置32と、この第1の固液分離装置32で分離されたバイオマス固形分33を酵素41Aにより糖化する第1の糖化槽40Aと、水熱分解部17から排出された熱水排出液16を酵素41Bにより糖化する第2の糖化槽40Bとを有し、バイオマス固形分33を糖化させて糖液(C6糖)42Aを得ると共に、熱水排出液16を糖化させて糖液(C5糖)42Bを得るようにしている。 As shown in FIG. 2, biomass hydrothermal decomposition system 10B, in the hydrothermal decomposition system 10A of the biomass of Example 1, further extraction line L 1 of the slurry biomass solids 24 withdrawn from the slurry Kaso 21 in a first solid-liquid separator 32 for separating the biomass solids 33 and water 34, a first saccharification of saccharifying the first solid-liquid separation apparatus the biomass solids 33 separated by 32 by enzymatic 41A and bath 40A, the discharged hot water 16 discharged from the hydrothermal decomposition unit 17 and a second saccharification tank 40B of saccharifying enzymatically 41B, by saccharifying biomass solids 33 sugar solution (C6 sugar) 42A with obtaining, by saccharification discharged hot water 16 so as to obtain the sugar solution (C5 sugars) 42B. 第1の固液分離装置32で分離された水34は第1の戻しラインL 2を介して前記スラリー化槽21に戻し、第1の戻しラインにL 2は必要に応じて冷却器35を備えるようにしてもよい。 The first solid-liquid separator 32 water 34 separated by the return to the slurry Kaso 21 via the first return line L 2, a cooler 35, if L 2 in the first return line is required it may be provided.
図2中、符号40a、40bは撹拌手段、M 3A,3Bは撹拌手段40a、40bを駆動するモータを図示する。 In Figure 2, reference numeral 40a, 40b are stirring means, M 3A, 3B illustrates a motor for driving stirring means 40a, a 40b.

この第1の固液分離装置32により、反応阻害物質を含む水34を除去してバイオマス固形分33としている。 The first solid-liquid separator 32, and the biomass solids 33 to remove water 34 containing the reaction inhibitor. この第1の固液分離装置32で水34を除去することで、任意の固形分濃度とすることができる。 In this first solid-liquid separator 32 to remove water 34, it can be any solid concentration. これにより、後流の第1の糖化槽40Aにおける糖化反応の基質濃度の調整が可能となる。 Thus, it is possible to adjust the substrate concentration glycation in the first saccharification tank 40A of the wake. 例えば、糖化後の糖濃度を高くしたい場合には、第1の固液分離装置32での水分の除去率を上げてより高い基質濃度で糖化を行えばよく、また、糖化や糖化後の撹拌・移送などを操作性よく行いたい場合や糖化速度を向上させたい場合には、水分の除去率を下げてより低い基質濃度で糖化を行えばよい。 For example, if you want to increase the sugar concentration after saccharification may be performed saccharification at higher substrate concentrations by increasing the removal rate of water in the first solid-liquid separator 32, also stirred after saccharification and saccharification · If you want transferring such to improve or when saccharification rate want good operability may be performed saccharification at lower substrate concentrations, lower the removal rate of the water.

本実施例では、第1の固液分離装置32により、不要な水分を除去しているので、より高基質濃度で糖化することができ、C6糖濃度の向上を図ることができる。 In this embodiment, the first solid-liquid separator 32, since the removal of unwanted moisture, can be saccharified at higher substrate concentrations, it is possible to improve the C6 sugar concentration.
また、水熱分解部17より同伴され固形分に含まれた水分中には、発酵を阻害する物質等が含まれるが、第1の固液分離装置32で水34を除去することで、これらを除去して糖化を行うことができ、結果として糖の品質が向上する。 Also, the moisture in contained in the solid entrained from the hydrothermal decomposition unit 17 min, including but substances that inhibit fermentation, to remove water 34 in the first solid-liquid separator 32, these can be performed saccharification was removed to result quality of the sugar is improved.
また、水34を除去することができるので、濃度調整が可能となり、酵素条件の最適化を図ることができる。 Further, it is possible to remove water 34, it is possible to density adjustment, it is possible to optimize the enzyme conditions.
本実施例では熱水排出液16からC5糖を得る工程も同時に記載したが、C6糖のみを得たい場合には、熱水排出液16の糖化(C5糖化)を省略した設備とすることもできる。 Although the present embodiment has been described steps simultaneously obtaining a C5 sugar from the discharged hot water 16, when it is desired to obtain only C6 sugars, also be a facility omitted saccharification of discharged hot water 16 (C5 saccharification) it can.

次に、本発明に係るバイオマスの水熱分解システムの他の実施例について、図面を参照して説明する。 Next, another embodiment of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the present invention will be described with reference to the drawings. なお、実施例2のバイオマスの水熱分解システムと同一部材については同一符号を付してその説明は省略する。 Incidentally, description thereof will be given the same reference numerals hydrothermal decomposition system the same member of the biomass of Example 2 will be omitted.
図3は、実施例3に係るバイオマスの水熱分解システムを示す概略図である。 Figure 3 is a schematic diagram showing a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the third embodiment.
図3に示すように、バイオマスの水熱分解システム10Cは、実施例2のバイオマスの水熱分解システム10Bにおいて、第1の固液分離装置32から分離した水34を供給ラインL により熱水排出液16側と混合し、その後第2の糖化槽40Bで糖化するようにしている。 As shown in FIG. 3, biomass hydrothermal decomposition system 10C is in the hydrothermal decomposition system 10B of the biomass of Example 2, the hot water by the supply line L 3 water 34 separated from the first solid-liquid separator 32 mixed with effluent 16 side, so that saccharification with subsequent second saccharification tank 40B.

第1の固液分離装置32にて分離した水34には、熱水可溶分であるオリゴ糖等の、C5糖の原料となる成分が含まれるため、熱水排出液16側の第2の糖化槽40Bで糖化することで、C5糖の回収率の向上を図ることができる。 The first solid-liquid separator 32 water 34 separated by, because it contains component as a hot water-friendly oligosaccharides such a matter, C5 sugar raw materials, first of discharged hot water 16 side 2 by saccharification saccharification tank 40B, it is possible to improve the recovery of C5 sugars.

次に、本発明に係るバイオマスの水熱分解システムの他の実施例について、図面を参照して説明する。 Next, another embodiment of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the present invention will be described with reference to the drawings. なお、実施例2のバイオマスの水熱分解システムと同一部材については同一符号を付してその説明は省略する。 Incidentally, description thereof will be given the same reference numerals hydrothermal decomposition system the same member of the biomass of Example 2 will be omitted.
図4は、実施例4に係るバイオマスの水熱分解システムを示す概略図である。 Figure 4 is a schematic diagram showing a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the fourth embodiment.
図4に示すように、バイオマスの水熱分解システム10Dは、実施例2のバイオマスの水熱分解システム10Bにおいて、前記第1の固液分離装置32で分離されたバイオマス固形分33に酵素41Aを添加して酵素液化する酵素液化槽43Aを設けている。 As shown in FIG. 4, biomass hydrothermal decomposition system 10D, in the hydrothermal decomposition system 10B of the biomass of Example 2, the enzyme 41A to the first solid-liquid separation apparatus the biomass solids 33 separated by 32 It added to is provided an enzymatic liquefaction tank 43A to enzymatic liquefaction.

酵素液化槽43Aでは、例えばセルラーゼ等の酵素41Aによりバイオマス固形分33の加水分解により、例えばオリゴ糖が生じること等で液化させ、その後酵素液化物45のオリゴ糖を更に加水分解させることで糖化(単糖化:主にC6糖生成)させている。 In enzymatic liquefaction tank 43A, for example, by hydrolysis of the biomass solids 33 by enzymatic 41A of cellulase, e.g. liquefied by such oligosaccharides occurs, saccharification by thereafter further hydrolyzing the oligosaccharides of the enzyme liquefied material 45 ( monosaccharification: mainly C6 sugar produced) is not.

本実施例では、バイオマス原料を水熱分解部17に供給して水熱分解処理し、連続的にバイオマス固形分20を得た後、スラリー化槽21でスラリー化し、その後第1の固液分離装置32でバイオマス固形分33を分離し、酵素41Aを添加して、酵素液化槽43Aで酵素液化物45を得ている。 In this embodiment, the biomass feedstock is supplied to the hydrothermal decomposition unit 17 by hydrothermal decomposition process, after obtaining the continuous biomass solids 20, slurried with slurry Kaso 21, then the first solid-liquid separation biomass solids 33 in the apparatus 32 was separated with the addition of enzyme 41A, to obtain the enzyme liquefied material 45 with an enzyme liquefaction vessel 43A. その後、酵素液化物45を別途設けた大型の第1の糖化槽40Aに導入して、所定の熟成時間かけてバッチ糖化処理を行い、糖液(C6糖)42Aを得るようにしている。 Then introduced into the first saccharification tank 40A of separately provided large enzyme liquefied material 45, performs batch saccharification process over a predetermined aging time, so as to obtain the sugar solution (C6 sugar) 42A. なお、大型の第1の糖化槽40Aが所定量になったら、図示しない別の大型の第1の糖化槽40Aを用いてバッチ処理を行うようにすればよい。 Incidentally, when the first saccharification tank 40A large becomes a predetermined amount, it may be performed batch process using a first saccharification tank 40A of another large (not shown).

また、酵素液化槽43Aに添加する酵素41Aの量は、酵素液化槽43Aで操作性よくバイオマス固形分が液化する量であれば足りるが、例えば後流の酵素糖化槽40Aで十分な糖化が行える酵素を酵素液化槽43Aに添加してもよく、あるいは酵素液化槽43Aではその操作性のみを重視し、液化するに足りるだけの酵素41Aを添加し、後流の第1の糖化槽40Aで十分な糖化を行うに足りる酵素41Aを添加するようにしてもよい。 The amount of enzyme 41A to be added to the enzyme liquefaction tank 43A is sufficient that the amount of good operability biomass solids in the enzyme liquefaction tank 43A is liquefied, allows sufficient saccharification enzyme saccharification tank 40A, for example slipstream enzyme may be added to the enzyme liquefaction vessel 43A to or in enzymatic liquefaction vessel 43A emphasizing its operability only, only the enzyme 41A sufficient to liquefy added, sufficient first saccharification tank 40A on the downstream it may be added to the enzyme 41A sufficient to perform Do saccharification.
図中、符号43aは撹拌手段、M 4は撹拌手段43aを駆動するモータを図示する。 In the figure, reference numeral 43a is stirring means, M 4 illustrates a motor for driving the agitation means 43a.

本実施例では、バイオマス固形分33を一度酵素液化槽43Aで液化処理をしているので、例えばポンプの搬送が可能となり、ハンドリング等の作業性が向上する。 In this embodiment, since the liquefaction of biomass solids 33 once enzymatic liquefaction tank 43A, for example, the transport of the pump becomes possible, workability such handling is improved. また、液化により攪拌が容易となるので、第1の糖化槽40Aの攪拌手段M 3Aの攪拌動力も小さくすることができる。 Further, since the agitated by liquefaction is facilitated, it is possible to stirring power of the stirring means M 3A of the first saccharification tank 40A also reduced. さらに、液中での酵素反応となるので、反応速度が大きくなり、大型の第1の糖化槽40Aの小型化、省力化に寄与すると共に、酵素使用量の低減を図ることができる。 Moreover, since the enzymatic reaction in a liquid, the reaction rate is increased, the miniaturization of the first saccharification tank 40A large, with contributing to labor saving, it is possible to reduce the enzyme usage.

本実施例では、酵素液化槽43Aにおいて得られる酵素液化物45に対して分離したバイオマス固形分33を連続的かつ徐々に添加するのが好ましい。 In this embodiment, it is preferable to add biomass solids 33 separated to enzymatic liquefied material 45 obtained in the enzymatic liquefaction vessel 43A continuously and gradually. すなわち、第1の固液分離装置32で分離したバイオマス固形分33は、酵素液化槽43Aで液化した状態の酵素液化物中に連続的かつ徐々に添加され、酵素液化槽43Aには流動性の低いバイオマス固形分が極力存在しないように調整する。 In other words, the biomass solids 33 separated by the first solid-liquid separator 32 is added continuously and gradually enzyme liquefied material in a liquefied state by enzymatic liquefaction vessel 43A, the enzyme liquefaction vessel 43A liquidity low biomass solids is adjusted so as not as much as possible there. こうすることで酵素液化槽43Aでの撹拌性や後流の酵素糖化槽への移送性が向上し、操作性のよい設備運転が可能となる。 Improved transfer of the enzymatic saccharification tank agitation resistance and wake of the enzyme liquefaction tank 43A in this way, it is possible to better equipment operation operability.
これに対して、酵素液化槽43A内でバイオマス固形分が多く存在するような酵素液化操作、すなわち多量のバイオマス固形分33に酵素41Aを添加して一部分から徐々に液化を進行させるようにすると、連続運転における生産能力の低下や操作性の低下を誘発することとなる。 In contrast, enzymatic liquefaction operation as there are many biomass solids in the enzyme liquefaction tank 43A, that is, so as to proceed gradually liquefied from a portion was added to the enzyme 41A into a large amount of biomass solids 33, the inducing and decline in operability in production capacity in continuous operation.

このように、本発明によれば、バイオマス原料11を水熱分解部17に連続して投入した後、酵素液化槽43Aまでの工程は、連続して処理することができ、十分な糖化を行うための第1の酵素糖化槽40Aの容量や個数を、その上流である酵素液化までの生産能力に応じて設計すればよく、設備効率や作業性の大幅な向上を図ることができることとなる。 Thus, according to the present invention, after the biomass material 11 were continuously added to the hydrothermal decomposition unit 17, step up the enzyme liquefaction tank 43A may be processed sequentially, perform sufficient saccharification the capacity and number of the first enzymatic saccharification tank 40A for, may be designed in accordance with the production capacity of up to enzyme liquefaction is the upstream, so that it is possible to significantly improve equipment efficiency and workability.

このように、本発明のバイオマス原料を用いた糖液生産方法は、例えば図2に示すように、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンを有するバイオマス原料11を常圧下から加圧下に供給し、前記バイオマス原料11を加圧熱水15により水熱分解部17により水熱分解し、前記加圧熱水15中にリグニン成分及びヘミセルロース成分を溶解させ、その後、前記水熱分解部17から抜出したバイオマス固形分20を、内部に水19が注入され、水熱分解装部17と連通するスラリー化槽21に投入し、スラリー状バイオマス固形分24とし、次いで、前記スラリー状バイオマス固形分24から水34を第1の固液分離装置32により除去し、その後、水が除去されたバイオマス固形分33を酵素糖化して、糖液42Aを効率よく生産するこ Thus, the sugar solution producing method using the biomass material of the present invention, for example, as shown in FIG. 2, a cellulose, a biomass material 11 having a hemicellulose and lignin is supplied under normal pressure to under pressure, wherein the biomass material 11 the decomposing hydrothermal by hydrothermal decomposition unit 17 by pressurized hot water 15, the the hot compressed water 15 to dissolve the lignin components and hemicellulose components, then the biomass solids 20 extracted from the hydrothermal decomposition section 17 the water 19 is injected therein was poured into a slurry Kaso 21 communicating with the hydrothermal decomposition instrumentation unit 17, a slurry-like biomass solids 24, then water 34 from the slurry biomass solids 24 first solid was removed by the separation mechanism 32, after which the biomass solids 33 the water is removed by enzymatic saccharification, efficiently produce child molasses 42A ができる。 Can.

また、前記バイオマス原料を用いた糖液生産方法において、例えば図4に示すように、酵素糖化する前流側で、先ず酵素液化し、その後酵素液化物45を用いて酵素糖化させ、糖液42Aの生産性を向上させるようにしている。 Further, in the sugar solution producing method using the biomass material, for example, as shown in FIG. 4, at the upstream side of enzymatic saccharification, first enzyme liquefied causes subsequent enzymatic saccharification using an enzyme liquefied material 45, molasses 42A and so as to improve the productivity.

次に、本発明に係るバイオマスの水熱分解システムの他の実施例について、図面を参照して説明する。 Next, another embodiment of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the present invention will be described with reference to the drawings. なお、実施例1のバイオマスの水熱分解システムと同一部材については同一符号を付してその説明は省略する。 Incidentally, description thereof will be given the same reference numerals hydrothermal decomposition system the same member of the biomass of Example 1 will be omitted.
図5は、実施例5に係るバイオマスの水熱分解システムを示す概略図である。 Figure 5 is a schematic diagram showing a hydrothermal decomposition system of the biomass according to Example 5.
図5に示すように、バイオマスの水熱分解システム10Eは、実施例1のバイオマスの水熱分解システム10Aにおいて、主にセルロース成分を含むバイオマス固形分を六炭糖(C6糖)等に酵素糖化し、糖を濃縮するC6糖化・糖濃縮装置50Aと、主にヘミセルロース成分を含む熱水排出液16を五炭糖(C5糖)等に酵素糖化し、糖を濃縮するC5糖化・糖濃縮装置50Bとを有している。 As shown in FIG. 5, biomass hydrothermal decomposition system 10E, in the hydrothermal decomposition system 10A of the biomass of Example 1, mainly enzymatic saccharification hexose biomass solids containing cellulose component (C6 sugars), etc. and the C6 saccharification and sugar concentration apparatus 50A for concentrating a sugar, primarily the discharged hot water 16 containing hemicellulose components and enzymatic saccharification pentoses (C5 sugars), etc., C5 saccharification sugars concentrator for concentrating a sugar and a 50B.

このC6糖化・糖濃縮装置50A、C5糖化・糖濃縮装置50Bは、前記スラリー状バイオマス固形分を酵素51Aにより酵素糖化する第3の糖化槽52A、水熱分解部17からの熱水排出液16を酵素41Bにより酵素糖化する第2の糖化槽40Bと、糖化後の糖液53A、42Bから、固体分を分離する第2の固液分離装置54A、第3の固液分離装置54Bと、第2の固液分離装置54A、第3の固液分離装置54Bで分離した糖液53A、42Bから水57A、57Bを除去して、濃縮糖液55A、55Bを得る逆浸透(Reverse Osmosis:RO)膜56a、56bを備えた水分分離装置56A、56Bとを有するものである。 The C6 saccharification sugars concentrator 50A, C5 saccharification sugars concentrator 50B, the slurry third saccharification tank 52A biomass solids to enzymatic saccharification by enzyme 51A, discharged hot water 16 from the hydrothermal decomposition section 17 a second saccharification tank 40B to enzymatic saccharification by enzyme 41B, molasses 53A after saccharification, the 42B, the second solid-liquid separator 54A that separates the solids, and the third solid-liquid separator 54B, the 2 of the solid-liquid separation apparatus 54A, the third solid-liquid separator 54B in separate molasses 53A, 42B from the water 57A, 57B is removed, reverse osmosis to obtain a concentrated sugar solution 55A, the 55B (reverse osmosis: RO) water separation apparatus 56A having film 56a, a 56b, are those having a 56B.
前記第2の固液分離装置54A、第3の固液分離装置54Bは、例えばスクリューデカンタ、砂濾過装置、MF膜等を単独又は組合せて用いることができ、これにより固形物を除去してRO膜56a、56bの保護を図るようにしている。 Said second solid-liquid separation apparatus 54A, the third solid-liquid separation device 54B, for example a screw decanter, sand filtration apparatus, it is possible to use the MF membrane or the like alone or in combination, thereby to remove solid RO film 56a, so that achieve 56b protection. さらに、RO膜56a、56bの前段側において、限外濾過膜(Ultrafiltration Membrane:UF膜)を用いることで、RO膜の保護を図ると共に酵素の回収が可能となり、酵素を再利用することができる。 Further, RO membrane 56a, the front side of 56b, ultrafiltration membranes (Ultrafiltration Membrane: UF membrane) By using, enables recovery of the enzyme with promoting the protection of the RO membrane, it is possible to reuse the enzyme .
また、水分分離装置56A、56Bには、ルーズRO膜、ナノ濾過膜(Nanofiltration Membrane:NF膜)等を用いてもよい。 The water separating device 56A, the 56B, a loose RO membrane, nanofiltration membranes: may be used (nanofiltration Membrane NF membrane), and the like.

次に、このC6糖化・糖濃縮装置50A、C5糖化・糖濃縮装置50Bの処理工程の手順について説明する。 Next, the procedure of the C6 saccharification and sugar concentrator 50A, C5 saccharification and sugar concentration device 50B processing steps.
<酵素糖化工程> <Enzymatic saccharification process>
先ず、前記第3の糖化槽52Aにおいて、スラリー状バイオマス固形分24が抜出しラインL 1を介して導入され、酵素51Aが添加され、酵素糖化工程における酵素反応による糖化がなされる。 First, in the third saccharification tank 52A, slurried biomass solids 24 is introduced through a line L 1 withdrawn, added enzymes 51A is made saccharification by enzyme reaction in the enzymatic saccharification step.
一方、前記第2の糖化槽40Bにおいては、熱水排出液供給ラインL 4を介して熱水排出液16が導入され、酵素41Bが添加され、酵素糖化工程における酵素反応による糖化がなされる。 On the other hand, the in the second saccharification tank 40B, introduces discharged hot water 16 via the discharged hot water supply line L 4, it is added the enzyme 41B is made saccharification by enzyme reaction in the enzymatic saccharification step.
なお、以下の工程は、C6糖及びC5糖の固液分離処理工程も同様であるので、C6糖化・糖濃縮装置50Aの処理工程について説明する。 Note that the following steps, since the solid-liquid separation process of C6 sugars and C5 sugars are similar, a description will be given of processing steps of the C6 saccharification and sugar concentration apparatus 50A.

<固液分離工程> <Solid-liquid separation step>
次に、糖液53Aは第1の糖液タンク61Aに貯留され、その後、第2の固液分離装置54Aによりリグニン等の固形残液62Aが分離され、その後糖液53Aは第2の糖液タンク63Aに貯留される。 Next, molasses 53A is stored in the first sugar solution tank 61A, then, solid bottoms 62A of lignin is separated by the second solid-liquid separation apparatus 54A, then the sugar liquid 53A and the second sugar solution It is stored in the tank 63A.

<糖濃縮工程> <Sugar concentration step>
次に、糖液53Aは、RO膜56aを備えた水分分離装置56Aにより水57Aが除去され、濃縮糖液55Aを得る。 Next, molasses 53A, the water 57A is removed by the moisture separator 56A having a RO membrane 56a, obtain concentrated sugar solution 55A.
この濃縮糖液55Aは図示しない後工程の発酵処理において、各種有機原料となる。 In the fermentation process in step after the concentrate sugar solution 55A is not shown, the various organic materials.

本実施例では、スラリー状バイオマス固形分24を用いて糖化しているので、低基質濃度での糖化となり、高速糖化が可能となる。 In this embodiment, since the glycation using a slurry-like biomass solids 24 becomes a saccharification at low substrate concentrations, thereby enabling high-speed saccharification.
また、スラリー状であるため、撹拌・移送などを操作性よく行うことができる。 Further, since the slurry can be performed with good operability and stirring and transport.
また、低基質濃度での糖化となるので、酵素使用量の削減を図ることができる。 Further, since the saccharification at low substrate concentrations, it is possible to reduce the enzyme usage.
また、各種膜を用いた膜処理により、糖の濃縮を効率よく行うことができる。 Further, the membrane treatment using various film, it is possible to concentrate the sugar efficiently.
また、分離したリグニン等固形残液62A(62B)は、高カロリーであるので、燃料用に用いることができる。 Further, the separated lignin solid bottoms 62A (62B) is because it is a high-calorie, can be used for fuel. また、リグニン等固形残液62A(62B)は、有機肥料利用や化学原料利用(リグニンの接着剤としての利用等)に用いることができる。 Furthermore, lignin solid bottoms 62A (62B) can be used for the organic fertilizer use and chemical raw materials utilized (such as use as an adhesive lignin).

また、本実施例では、前記水分分離装置56A、56Bから分離した水57A、57Bをスラリー化槽21に戻す第2の戻しラインL 5A,5Bを有するものである。 Further, in this embodiment, the second return line L 5A to return the moisture separator 56A, water 57A separated from 56B, the 57B in the slurry Kaso 21, and has a 5B.
また、第2の戻しラインL 5A,5Bの合流後の合流ラインL 6に冷却器60を介装し、所定温度まで冷却した後、スラリー化槽21に戻すようにしている。 The second return line L 5A, interposed the condenser 60 to the junction line L 6 after the confluence of 5B, after cooling to a predetermined temperature, and returned to the slurry Kaso 21. なお、冷却器60をスラリー状バイオマス固形分24の抜出しラインL 1 、熱水排出液供給ラインL 4に介装し、第3の糖化槽52A,第2の糖化槽40Bで所望とされる温度まで冷却してもよく、このような場合には合流ラインL 6の冷却器60を省略することもできる。 Incidentally, the condenser 60 extraction line L 1 of the slurry biomass solids 24, interposed discharged hot water supply line L 4, the third saccharification tank 52A, temperatures desired and in a second saccharification tank 40B may be cooled to, it is also possible to omit the cooling device 60 of the merging line L 6 in such a case.

これにより、分離した水57A、57Bを再利用することができ、スラリー化槽21に別途供給する水19の使用量の低減を図ることができる。 Thereby, separated water 57A, can be reused 57B, it is possible to reduce the amount of separately supplying water 19 to the slurry Kaso 21.

このように、本発明のバイオマス原料を用いた糖液生産方法は、図5に示すように、セルロース、ヘミセルロース及びリグニンを有するバイオマス原料11を常圧下から加圧下に供給し、前記バイオマス原料11を加圧熱水15により水熱分解部17により水熱分解し、前記加圧熱水15中にリグニン成分及びヘミセルロース成分を溶解させ、その後、前記水熱分解部17から抜出したバイオマス固形分20を、内部に水19が注入され、前記水熱分解部17と連通するスラリー化槽21に投入し、スラリー状バイオマス固形分24とし、前記スラリー状バイオマス固形分24を酵素糖化して糖液53Aを得た後、固形分を分離し、次いで水を除去することによりバイオマス原料から糖液を効率よく生産することができる。 Thus, the sugar solution producing method using the biomass material of the present invention, as shown in FIG. 5, cellulosic, biomass material 11 having a hemicellulose and lignin is supplied under normal pressure to under pressure, the biomass material 11 the pressurized hot water 15 is decomposed hydrothermally by hydrothermal decomposition section 17, the dissolved lignin components and hemicellulose components into the hot compressed water 15, after which the biomass solids 20 extracted from the hydrothermal decomposition section 17 water 19 is injected therein was poured into a slurry Kaso 21 communicating with the hydrothermal decomposition unit 17, a slurry-like biomass solids 24, the molasses 53A the slurry biomass solids 24 to enzymatic saccharification after obtaining, separating the solids, then it is possible to efficiently produce the sugar solution from the biomass feedstock by removal of water.

次に、本発明に係るバイオマスの水熱分解システムの他の実施例について、図面を参照して説明する。 Next, another embodiment of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the present invention will be described with reference to the drawings. なお、実施例5のバイオマスの水熱分解システムと同一部材については同一符号を付してその説明は省略する。 Incidentally, description thereof will be given the same reference numerals hydrothermal decomposition system the same member of the biomass of Example 5 will be omitted.
図6は、実施例6に係るバイオマスの水熱分解システムを示す概略図である。 Figure 6 is a schematic diagram showing a hydrothermal decomposition system of the biomass according to Example 6.
図6に示すように、バイオマスの水熱分解システム10Fは、第2の戻しラインL 5Aと第2の戻しラインL 5Bとが合流したラインL 6に生物処理装置61を設け、水57A、57Bを生物処理した後、スラリー化槽21に戻すようにしている。 As shown in FIG. 6, biomass hydrothermal decomposition system 10F includes a second return line L 5A and biological treatment apparatus 61 to the line L 6 of the second return line L 5B is joined is provided, water 57A, 57B after was biological treatment, and returned to the slurry Kaso 21.

RO膜56aで分離した水57A、57Bには、反応阻害物質(低分子有機化合物)を含むので、生物処理装置61により容易に処理が可能となる。 RO membrane 56a in the separated aqueous 57A, the 57B, since the reaction inhibitors including (low molecular organic compounds), it is possible to easily process the biological treatment apparatus 61. そして、生物処理装置61として、例えばメタン発酵生物処理装置を用いることにより、メタンを回収し、燃料等に利用が可能となる。 Then, the biological treatment apparatus 61, for example by using a methane fermentation biological treatment apparatus, methane was recovered, it is possible to use the fuel or the like.

また、水熱分解部17における水熱分解反応の温度を良好に維持するために、バイオマスの水熱分解部17の装置本体13の上方側から一方側に向かって形成され、加圧熱水15の供給温度(180〜240℃、例えば200℃)を一定時間保持し、水熱分解させる有効反応領域(水熱分解領域)に温度調整する内部温度維持手段27を設け、冷却水28を供給して水熱分解部の温度を調整することもでき、前記生物処理装置61により処理された水を内部温度維持手段27に供給する冷却水28へ合流して温度調整に利用するようにしてもよい。 Further, in order to maintain the temperature of the hydrothermal decomposition reaction in the hydrothermal decomposition unit 17 satisfactorily, is formed toward one side from the upper side of the main body 13 of the biomass hydrothermal decomposition section 17, pressurized hot water 15 feed temperature (180 to 240 ° C., for example 200 ° C.) of holding a certain time, to enable the reaction zone to decompose hydrothermal (hydrothermal decomposition area) the internal temperature maintaining means 27 for temperature control is provided to supply cooling water 28 Te can also adjust the temperature of the hydrothermal decomposition unit, may be it joins the water treated by the biological treatment device 61 to an internal temperature maintaining means 27 for supplying cooling water 28 used for temperature control .

次に、本発明に係るバイオマスの水熱分解システムの他の実施例について、図面を参照して説明する。 Next, another embodiment of a hydrothermal decomposition system of the biomass according to the present invention will be described with reference to the drawings. なお、実施例6のバイオマスの水熱分解システムと同一部材については同一符号を付してその説明は省略する。 Incidentally, description thereof will be given the same reference numerals hydrothermal decomposition system the same member of the biomass of Example 6 will be omitted.
図7は、実施例7に係るバイオマスの水熱分解システムを示す概略図である。 Figure 7 is a schematic diagram showing a hydrothermal decomposition system of the biomass according to Example 7.
図7に示すように、バイオマスの水熱分解システム10Gは、第2の戻しラインL 5Aと第2の戻しラインL 5Bとが合流したラインL 6から分岐したラインL 7に加熱手段64を設け、分離した水57A、57Bを加圧下で加熱し、加圧熱水15として水熱分解部17に供給して再利用している。 As shown in FIG. 7, hydrothermal decomposition system 10G of biomass, the heating means 64 provided in the line L 7 branching from the line L 6 of the second return line L 5A and the second return line L 5B are joined , separated water 57A, heated 57B under pressure is supplied to the hydrothermal decomposition section 17 is reused as pressurized hot water 15.
この分離した水57A、57Bには、酢酸等の有機酸が含まれるため、pHを低下させることにより、水熱分解部17での反応温度低下が可能となり、エネルギー使用量の低下を図ることができる。 The separated water 57A, the 57B, because it contains organic acids such as acetic acid, by lowering the pH, it is possible to reaction temperature drop in the hydrothermal decomposition section 17, it is possible to reduce the energy consumption it can.

また、水57A、57Bの有機酸が余剰の場合は、実施例6のような生物処理装置61を設け、その後、加圧加熱して再利用することが可能となる。 The water 57A, and organic acids 57B For surplus, the biological treatment apparatus 61, such as in Example 6 provided, then it is possible to reuse pressurized and heated.

以上述べたように、本発明に係るバイオマスの水熱分解システムによれば、バイオマス原料からセルロース主体の成分とヘミセルロース成分を固液接触状態で分解処理した後、その分解物であるバイオマス固形分をスラリー化槽の内部に設けた液体中に、投入することで、スラリー化させると共に、液体シールがなされ、加圧気体の流出を防止することができる。 As described above, according to the hydrothermal decomposition system of the biomass according to the present invention, after the decomposition treatment in the solid-liquid contact components and hemicellulose components of the cellulose principal from biomass material, the biomass solids is a degradation product thereof in the liquid provided inside the slurrying vessel, by introducing, causes slurried, the liquid seal is made, it is possible to prevent the outflow of the pressurized gas. これにより加圧用気体(例えば加圧窒素等)の流出が防止され、ランニングコスト削減を図ることができる。 Thus is prevented outflow of pressurizing gas (e.g. pressurized nitrogen arsenide), it is possible to reduce the running cost.

また、バイオマス固形物をスラリー状とすることでその取り扱いを容易とし、その後の糖化工程に適したものとなり、効率的な糖液(C6糖、C5糖)の製造を行うことができる。 Further, the biomass solids and facilitate its handling by a slurry, become suitable for the subsequent saccharification step, efficient sugar solution (C6 sugars, C5 sugars) can be manufactured of. また、この糖液を基点として、例えばLPG、自動用燃料、航空機用ジェット燃料、灯油、ディーゼル油、各種重油、燃料ガス、ナフサ、ナフサ分解物であるエチレングリコール、乳酸、アルコール(エタノール等)、アミン、アルコールエトキシレート、塩ビポリマー、アルキルアルミニウム、PVA、酢酸ビニルエマルジョン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、MMA樹脂、ナイロン、ポリエステル等の各種有機原料(例えばアルコール類、石油代替品類、又はアミノ酸類等)を効率よく製造することができる。 Further, as a base point the sugar solution, for example LPG, auto fuel, aviation jet fuel, kerosene, diesel oil, various heavy oil, fuel gas, naphtha, ethylene glycol is a naphtha decomposition product, lactic acid, alcohols (ethanol, etc.), amine, alcohol ethoxylates, salts bipolymer, alkyl aluminum, PVA, vinyl acetate emulsion, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, MMA resin, nylon, various types of organic materials (eg, alcohols such as polyester, substitutes for petroleum, or amino acids ) can be efficiently produced. よって、枯渇燃料である原油由来の化成品の代替品及びその代替品製造原料としてバイオマス由来の糖液を効率的に利用することができる。 Therefore, it is possible to effectively utilize the sugar solution derived from biomass as crude oil derived chemical products replacement and alternative raw material is depleted fuel.

さらに、液体中にバイオマス固形分を投入するので、液体による直接熱交換によりバイオマス固形分を冷却することで反応停止を効率良く行うことができ、バイオマス固形分に同伴する熱水による残留ヘミセルロース、残留リグニン及び主成分セルロースの過分解が抑制される。 Further, since turning on the biomass solids in the liquid by direct heat exchange with the liquid can be efficiently quenched by cooling the biomass solids, hemicellulose residual with hot water accompanying the biomass solids, residual excessive decomposition of lignin and the main component cellulose is suppressed. この結果、反応阻害成分の生成抑制を図ると共に、セルロース分の回収率の向上を図ることができる。 As a result, there is ensured the generation suppressing reaction inhibition component, it is possible to improve the recovery rate of the cellulose fraction.

以上のように、本発明によれば、バイオマスの水熱分解システムにより、バイオマス原料からセルロース主体の成分を分離する際にスラリー化させて効率的な抜出しが可能となり、このスラリー化物を用いて糖液の製造を行うと共に、該糖液を基点として、各種有機物(例えばアルコール類、石油代替品類、又はアミノ酸類等)を効率よく製造することができる。 As described above, according to the present invention, the hydrothermal decomposition system of the biomass, while slurried in separating components cellulose-based biomass feedstock enables efficient extraction, using the slurry product sugar It performs production of liquid, as a base and sugar solution, various organic (e.g., alcohols, substitutes for petroleum, or amino acids) can be efficiently produced.

10A〜10G バイオマスの水熱分解システム 11 バイオマス原料 12 バイオマス供給部 13 装置本体 14 第1のスクリュー手段 15 加圧熱水 16 熱水排出液 17 水熱分解部 18 バイオマス固形分抜出部 19 水 20 バイオマス固形分 21 スラリー化槽 22 撹拌手段 23 排出部 24 スラリー状バイオマス固形分 25 加圧窒素 10A~10G biomass hydrothermal decomposition system 11 biomass material 12 Biomass supply unit 13 unit main body 14 first screw means 15 pressurized hot water 16 discharged hot water 17 hydrothermal decomposition section 18 the biomass solids extraction unit 19 Water 20 biomass solids 21 slurry Kaso 22 stirring means 23 discharging unit 24 slurry biomass solids 25 pressurized nitrogen

Claims (20)

  1. セルロース、ヘミセルロース及びリグニンを有するバイオマス原料を常圧下から加圧下に供給するバイオマス供給部と、 Cellulose, a biomass supply unit biomass material supplied under normal pressure to under pressure with hemicellulose and lignin,
    バイオマス原料を加圧熱水により水熱分解し、加圧熱水中にリグニン成分及びヘミセルロース成分を溶解する水熱分解部と、 The biomass feedstock is decomposed hydrothermal by pressurized hot water, and hydrothermal decomposition unit for dissolving the lignin components and hemicellulose components in pressurized hot water,
    前記水熱分解部からバイオマス固形分を抜出するバイオマス固形分抜出部と、 And biomass solids extraction unit that extracting the biomass solids from the hydrothermal decomposition unit,
    バイオマス固形分抜出部と連通すると共に、内部に水が注入され、抜出したバイオマス固形分が投入されてスラリー化するスラリー化槽とを有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 Communicates with the biomass solids extraction unit, water is injected into, hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises biomass solids is turned and slurrying tank for slurrying was withdrawn.
  2. 請求項1において、 According to claim 1,
    前記水熱分解部が、供給されたバイオマス原料を、下方から装置本体の内部にて、搬送手段により上方へ搬送すると共に、前記バイオマス原料の供給箇所と異なる上方の側から加圧熱水を装置本体の内部に供給し、前記バイオマス原料と加圧熱水とを対向接触させつつ水熱分解し、排出する加圧熱水である熱水排出液中に熱水溶解成分を移行し、前記バイオマス原料中からリグニン成分及びヘミセルロース成分を分離してなることを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 The hydrothermal decomposition unit, the supplied biomass material at the inside of the apparatus body from below, while conveyed upward by a conveying means, devices pressurized hot water from the feed point different from the upper side of the biomass material is supplied to the inside of the body, said a biomass material and pressurized hot water to hydrothermal degradation while opposing contact, migrates hot water soluble components in the discharged hot water in a pressurized hot water to be discharged, the biomass hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized by comprising separating the lignin components and hemicellulose components from the raw material.
  3. 請求項1又は2において、 According to claim 1 or 2,
    前記スラリー化槽の後流側に設けられ、スラリー状バイオマス固形分のpHを計測するpH計測装置を有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 Provided on the downstream side of the slurrying vessel, hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it has a pH measuring device for measuring the pH of the slurry biomass solids.
  4. 請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、 In any one of claims 1 to 3,
    前記スラリー化槽の後流側に設けられ、スラリー状バイオマス固形分から水分を除去し、バイオマス固形分を分離する第1の固液分離装置を有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 Wherein provided on the downstream side of slurrying tank to remove water from the slurry biomass solids, hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises a first solid-liquid separator for separating the biomass solids.
  5. 請求項4において、 According to claim 4,
    前記第1の固液分離装置から分離されたバイオマス固形分を糖化する第1の糖化槽を有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 It said first solid-liquid first hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it has a saccharification tank of saccharifying biomass solids separated from the separator.
  6. 請求項4又は5において、 According to claim 4 or 5,
    前記第1の固液分離装置から分離した水をスラリー化槽に戻す第1の戻しラインを有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 It said first solid-liquid separation hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that the water separated from the device having a first return line for returning to the slurry tank.
  7. 請求項1乃至6のいずれか一つにおいて、 In any one of claims 1 to 6,
    前記水熱分解部からの熱水排出液を糖化する第2の糖化槽を有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 Hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises a second saccharification tank of saccharifying discharged hot water from the hydrothermal decomposition section.
  8. 請求項4乃至6のいずれか一つにおいて、 In any one of claims 4 to 6,
    前記水熱分解部からの熱水排出液を糖化する第2の糖化槽を有し、 A second saccharification tank of saccharifying discharged hot water from the hydrothermal decomposition unit,
    前記第1の固液分離装置から分離した水を前記熱水排出液に混合することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 Said first solid-liquid separation hydrothermal decomposition system of the biomass, which comprises mixing the separated water to the hot water effluent from the apparatus.
  9. 請求項5において、 In claim 5,
    前記第1の固液分離装置で分離されたバイオマス固形分に酵素を添加して酵素液化する酵素液化槽を設け、 Wherein the addition of the enzyme is provided an enzymatic liquefaction tank for enzymatic liquefaction in the first solid-liquid biomass solids separated in the separator,
    前記酵素液化槽で得られた酵素液化物を用い、前記第1の糖化槽で酵素により糖化することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 The use of the obtained enzyme liquefied material in enzymatic liquefaction tank, the first hydrothermal decomposition system of the biomass, which comprises saccharifying the enzymatic saccharification tank.
  10. 請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、 In any one of claims 1 to 3,
    前記スラリー状バイオマス固形分を糖化する第3の糖化槽を有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 The third hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it has a saccharification tank of saccharifying said slurry biomass solids.
  11. 請求項10において、 According to claim 10,
    糖化後の糖液から、固体分を分離する第2の固液分離装置と、 Sugar solution after saccharification, the second solid-liquid separation apparatus for separating solids,
    固体分離後の糖液から、水を除去する第1の水分分離装置とを有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 Sugar solution after solid separation, hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises a first water separator to remove water.
  12. 請求項10又は11において、 According to claim 10 or 11,
    前記水熱分解部からの熱水排出液を糖化する第2の糖化槽を有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 Hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises a second saccharification tank of saccharifying discharged hot water from the hydrothermal decomposition section.
  13. 請求項7又は12において、 According to claim 7 or 12,
    前記第2の糖化槽で糖化後の糖液から、固体分を分離する第3の固液分離装置と、 Sugar solution after saccharification by the second saccharification tank, and a third solid-liquid separation apparatus for separating solids,
    固体分離後の糖液から、水を除去する第2の水分分離装置とを有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 Sugar solution after solid separation, hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that a second moisture separator to remove water.
  14. 請求項11又は13において、 According to claim 11 or 13,
    前記第1の水分分離装置又は第2の水分分離装置から分離した水を、スラリー化槽又は水熱分解装置の温度調整手段の冷却部のいずれか一方又は両方に戻す第2の戻しラインを有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 Water separated from the first water separator or the second water separator, a second return line for returning to either or both of the cooling part of the temperature adjusting means slurrying tank or hydrothermal decomposition apparatus hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that.
  15. 請求項11又は13において、 According to claim 11 or 13,
    前記第1の水分分離装置又は第2の水分分離装置から分離した水を加圧・加熱手段により加圧熱水とし、水熱分解装置の加圧熱水に戻す第3の戻しラインとを有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 A pressurized hot water by the first water separator or the second water separator pressure and heat means the separated water from the device, and a third return line for returning the pressurized hot water hydrothermal decomposition apparatus hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that.
  16. 請求項6、14又は15において、 According to claim 6, 14 or 15,
    前記第1の戻しライン又は第2の戻しライン又は第3の戻しラインに生物処理装置を有することを特徴とするバイオマスの水熱分解システム。 The first return line or hydrothermal decomposition system of the biomass, characterized in that it comprises a biological treatment device into the second return line or the third return line.
  17. セルロース、ヘミセルロース及びリグニンを有するバイオマス原料を常圧下から加圧下に供給し、前記バイオマス原料を加圧熱水により水熱分解部により水熱分解し、前記加圧熱水中にリグニン成分及びヘミセルロース成分を溶解させ、 Cellulose biomass feedstock with hemicellulose and lignin is supplied under normal pressure to under pressure, the decomposed hydrothermal by hydrothermal decomposition unit biomass material by pressurized hot water, lignin components and hemicellulose components in the hot compressed water is dissolved,
    その後、前記水熱分解部から抜出したバイオマス固形分を、内部に水が注入され、前記水熱分解部と連通するスラリー化槽に投入し、スラリー状バイオマス固形分とし、 Thereafter, the biomass solids extracted from the hydrothermal decomposition section, water is injected into, poured into a slurry tank in communication with the hydrothermal decomposition section, a slurry-like biomass solids,
    次いで、前記スラリー状バイオマス固形分から水を除去し、 Then, removing water from said slurry biomass solids,
    その後、水が除去されたバイオマス固形分を酵素糖化し、糖液を生産することを特徴とするバイオマス原料を用いた糖液生産方法。 Thereafter, the biomass solids water was removed by enzymatic saccharification, sugar solution production method using a biomass material, characterized in that to produce the sugar solution.
  18. 請求項17において、 According to claim 17,
    水が除去されたバイオマス固形分を酵素糖化する前流側で、前記バイオマス固形分を酵素液化することを特徴とするバイオマス原料を用いた糖液生産方法。 Biomass solids water was removed by the upstream side to enzymatic saccharification, sugar solution production method using a biomass material, characterized in that the enzyme liquefying the biomass solids.
  19. セルロース、ヘミセルロース及びリグニンを有するバイオマス原料を常圧下から加圧下に供給し、前記バイオマス原料を加圧熱水により水熱分解部により水熱分解し、前記加圧熱水中にリグニン成分及びヘミセルロース成分を溶解させ、 Cellulose biomass feedstock with hemicellulose and lignin is supplied under normal pressure to under pressure, the decomposed hydrothermal by hydrothermal decomposition unit biomass material by pressurized hot water, lignin components and hemicellulose components in the hot compressed water is dissolved,
    その後、前記水熱分解部から抜出したバイオマス固形分を、内部に水が注入され、前記水熱分解部と連通するスラリー化槽に投入し、スラリー状バイオマス固形分とし、 Thereafter, the biomass solids extracted from the hydrothermal decomposition section, water is injected into, poured into a slurry tank in communication with the hydrothermal decomposition section, a slurry-like biomass solids,
    前記スラリー状バイオマス固形分を酵素糖化して糖液を得た後、固形分を分離し、次いで水を除去することを特徴とするバイオマス原料を用いた糖液生産方法。 After the slurry biomass solids were then enzymatic saccharification to obtain a saccharide solution, and separating the solids, then the sugar solution producing method with use of biomass material, and removing the water.
  20. 請求項17乃至19のいずれか一つのバイオマス原料を用いた糖液製造方法により得られた糖液を用いてアルコール発酵を行い、アルコールを製造することを特徴とするアルコール製造方法。 Alcohol production method characterized by using a sugar solution sugar solution obtained by the manufacturing method using any one of the biomass material according to claim 17 or 19 carried out alcohol fermentation to produce alcohol.
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